Variation in rotary veneer recovery from australian plantation Eucalyptus globulus and Eucalyptus nitens

The processing of Australian plantation-grown Eucalyptus globulus and E. nitens into rotary veneer was shown to produce acceptable recoveries. Three plantation sites for each species were sampled. Silvicultural treatments (thinning and pruning) and growing environments varied between sites. Graded veneer recoveries were dominated by D-grade veneer across all six sites. Variation between the E. nitens sites was evident, with recoveries differing between sites reflecting silvicultural treatments. However, only minimal variation in recovery was shown between the E. globulus sites. The presence of similar levels of defects across all E. globulus sites indicates that the intensive silvicultural management at one site studied was not effective in the production of clear wood, and may possibly have adversely affected grade recovery. Veneer value analysis demonstrated only minimal differences between E. globulus sites. More variation was observed in the E. nitens value analysis; however, intensive silvicultural management implemented did not necessarily result in higher veneer value.

Caracterização e transformação de Lenhosulfonatos de Eucalyptus globulus

Os lenhosulfonatos representam um sub-produto formado durante o cozimento ao sulfito ácido, sendo queimados para a regeneração da base e recuperação de energia. No entanto, os lenhosulfonatos são também considerados uma importante matéria-prima para a produção de vários produtos de valor acrescentado. Os objectivos principais deste trabalho foram contribuir para uma melhor compreensão sobre a caracterização química e estrutural dos lenhosulfonatos do Eucalyptus globulus, assim como, para complementar a informação disponível sobre a síntese e a caracterização estrutural e térmica de materiais poliméricos obtidos a partir de compostos modelo dos produtos de oxidação dos lenhosulfonatos. O licor de cozimento ao sulfito foi analisado em termos do teor de cinzas, extractáveis, compostos voláteis, açúcares e lenhosulfonatos. O teor de cinzas e açúcares no licor de cozimento é muito elevado, tendo sido necessário purificar o mesmo (2,8-13,8 % e 3,2-9,1 %, respectivamente). A análise dos açúcares mostrou uma quantidade considerável de pentoses, sendo o açúcar predominante a xilose. Os lenhosulfonatos foram purificados, isolados e caracterizados por química molhada (titulação potenciométrica e oxidação com permanganato), análise elementar, espectroscopia de ultravioleta/visível (UV/Vis), espectroscopia de infravermelho de transformada de Fourier (FTIR), espectroscopia de ressonância magnética nuclear de protão (RMN de 1H) e carbono (RMN de 13C), espectrometria de massa de ionização por electrospray (ESI-MS), cromatografia de permeação em gel (GPC), termogavimetria (TGA) e calorimetria diferencial de varrimento (DSC). Os lenhosulfonatos são constituídos principalmente por unidades S, são parcialmente sulfonados e possuem um peso molecular relativamente baixo (Mw = 1250-2400 Da). A ruptura das ligações β-O-4 e α-O-4 da lenhina do Eucalyptus globulus após cozimento ao sulfito ácido originam olígomeros de baixo peso molecular cuja estrutura foi elucidada por RMN 1D/2D e ESI-MS. A degradação térmica dos lenhosulfonatos apresentou dois máximos de degradação a 188-190ºC e a 315-380ºC. As curvas de DSC mostraram um pico endotérmico para temperaturas inferiores a 130ºC e um pico exotérmico a 300-500ºC. Os lenhosulfonatos foram despolimerizados na presença de oxigénio molecular em meio alcalino. Os produtos de oxidação principais foram o aldeído siríngico, a vanilina, o ácido vanílico e o ácido siríngico. A adição do catalisador (sal de cobre) promoveu a oxidação dos lenhosulfonatos aumentando o rendimento dos aldeídos aromáticos (< 50%). A presença de açúcares nos lenhosulfonatos teve um efeito negativo no rendimento dos produtos de oxidação principais. Alguns compostos modelo dos produtos de oxidação dos lenhosulfonatos foram polimerizados por poliadição (catiónica e radicalar) e policondensação. Os monómeros e os polímeros foram caracterizados por espectroscopia de infravermelho de transformada de Fourier e reflectância total atenuada (FTIR-ATR), RMN em solução e no estado sólido, UV/Vis no estado sólido, GPC, difracção de raios-X (XRD), TGA e DSC. Os compostos modelo estudados foram os estirenos metoxi-substituídos (p-metoxiestireno e 3,4-dimetoxiestireno) e os ácidos hidroxi aromáticos metoxi-substituídos (ácido vanílico e ácido siríngico). O 3,4-dimetoxiestireno foi ainda copolimerizado com o éter isobutil vinílico e os seus copolímeros foram desmetilados, assim como, o poli(p-metoxiestireno) e o poli(3,4-dimetoxiestireno). A polimerização catiónica do p-metoxiestireno e 3,4-dimetoxiestireno é mais rápida e mais completa do que a polimerização radicalar produzindo polímeros com pesos moleculares elevados. O poli(p-metoxiestireno) (Mw = 235000 Da) possui um peso molecular maior do que o poli(3,4-dimetoxiestireno) (Mw = 18800 Da). A estabilidade térmica e a temperatura de transição vítrea diminuiram com a presença do segundo grupo metoxilo. A desmetilação dos homopolímeros foi bem sucedida, tendo sido corroborada por FTIR-ATR e RMN. A policondensação do ácido siríngico foi dificultada pela presença do segundo grupo metoxilo, tendo sido necessário adicionar uma maior quantidade do agente de condensação devido a factores estéricos. O poli(ácido vanílico) e poli(ácido siríngico) são insolúveis na maior parte dos solventes orgânicos, sendo parcialmente solúveis em clorofórmio, ácido triflúoracético, 1,1,2,2- tetracloroetano, dimetilsulfóxido, tetrahidrofurano, N,N’-dimetilformamida e 1,1,1,3,3,3-hexaflúor-2-propanol. A estabilidade térmica diminuiu com a presença do segundo grupo metoxilo e os dois polímeros não exibiram temperatura de transição vítrea. O poli(ácido vanílico) e poli(ácido siríngico) apresentaram uma estrutura muito cristalina (grau de cristalinidade 70% e 50%, respectivamente). O segundo grupo metoxilo aumentou o valor da absorvância, mas a forma do espectro de UV/Vis foi similar. A polimerização catiónica do éter isobutil vinílico resultou na produção de um polímero muito viscoso com peso molecular elevado (Mw = 20400 Da). A degradação térmica do polímero ocorreu em várias gamas de temperatura e foi completa (0% de resíduo a 800ºC). A copolimerização catiónica do 3,4-dimetoxiestireno com o éter isobutil vinílico foi realizada com proporções diferentes 80:20, 50:50 e 20:80. Os copolímeros apresentaram uma viscosidade elevada e um peso molecular baixo (Mw = 2000-4000 Da) que aumentou com a quantidade de éter isobutil vinílico. A degradação térmica dos copolímeros ocorreu também em várias gamas de temperatura, sendo a sua degradação completa (0,9-1,5% de resíduo a 800ºC). A desmetilação dos copolímeros não foi bem sucedida, tendo sido confirmada por FTIR-ATR e RMN.

Physiology and metabolic profile of Moringa olifera and Eucalyptus globulus plants subjected to climate changes

As alterações climáticas emergentes têm um grande impacto no crescimento e desenvolvimento de espécies florestais, nomeadamente em espécies de valor industrial e medicinal, como é o caso do eucalipto (Eucalyptus globulus) e da moringa (Moringa oleifera). Assim, é urgente conhecer as respostas fisiológicas e entender as variações que ocorrem nos perfis metabólicos de espécies vegetais. Neste trabalho, plantas jovens de Eucalyptus globulus foram expostas a radiação UVB (12kJ/m2) e foram avaliadas as respostas fisiológicas e o perfil metabólico, um e onze dias após a aplicação da radiação. A dose de UVB usada não afetou as reações fotoquímicas nem as trocas gasosas, contudo ao nível do metabolismo do carbono (AST e amido) e do conteúdo de pigmentos verificaram-se pequenas alterações (AST e pigmentos). Através da análise do perfil metabólico de E. globulus foram encontrados compostos voláteis e semi-voláteis pertencentes às famílias dos terpenos, sesquiterpenos e aldeídos. Em geral, os sesquiterpenos e os álcoois monoterpénicos apresentaram uma tendência para manter e, em alguns casos, diminuir com o stress, enquanto que o grupos dos aldeídos aumentou e os monoterpenos apresentaram um comportamento mais heterogéneo. O E. globulus mostrou ser uma espécie tolerante à aplicação da dose de UVB usada neste trabalho. Por outro lado, plantas jovens de M. oleifera foram expostas a défice hídrico (DH). Um grupo de plantas foi recolhido um dia após o final da exposição e o outro grupo após onze dias do final da exposição. Foi avaliado o perfil metabólico desta espécie através de GC/MS. Os dados cromatográficos indicaram que em condições de stress (DH(1) e DH(11)), as quantidades de compostos associados a vias primárias e secundárias de defesa (como os alcanos, álcoois, ácidos carboxílicos, esteróis, aminoácidos e açucares) sofreram algumas alterações. As plantas analisadas 11 dias após a remoção do stress mostraram maiores variações do perfil de metabolitos. No entanto, tanto um como onze dias após a remoção do stress, as plantas apresentaram a formação de novos rebentos. Apesar do perfil de metabolitos ter sofrido algumas alterações, por não se registarem casos de morte, conclui-se que as plantas de moringa mostraram ser tolerantes aos tratamentos aplicados.

Near-surface distributions of soil water and water repellency under three effluent irrigation schemes in a blue gum (Eucalyptus globulus) plantation

Water repellent soils are difficult to irrigate and susceptible to preferential flow, which enhances the potential for accelerated leaching to groundwater of hazardous substances. Over 5 Mha of Australian soil is water repellent, while treated municipal sewage is increasingly used for irrigation. Only if a critical water content is exceeded will repellent soils become wettable. To avoid excessive loss of water from the root zone via preferential flow paths, irrigation schemes should therefore aim to keep the soil wet enough to maintain soil wettability. Our objective was to monitor the near-surface water content and water repellency in a blue gum (Eucalyptus globulus) plantation irrigated with treated sewage. The plantation's sandy soil surface was strongly water repellent when dry. For 4 months, three rows of 15 blue gum trees each received no irrigation, three other rows received 50% of the estimated potential water use minus rainfall, and three more rows received 100%. During this period, 162 soil samples were obtained in three sampling rounds, and their water content (% dry mass) and degree of water repellency determined. Both high and low irrigation effectively wetted up the soil and eliminated water repellency after 2 (high) or 4 (low) months. A single-peaked distribution of water contents was observed in the soil samples, but the water repellency distribution was dichotomous, with 44% extremely water-repellent and 36% wettable. This is consistent with a threshold water content at which a soil sample changes from water repellent to wettable, with spatial variability of this threshold creating a much wider transition zone at the field scale. We characterized this transition zone by expressing the fraction of wettable samples as a function of water content, and demonstrated a way to estimate from this the wettable portion of a field from a number of water content measurements. To keep the plantation soil wettable, the water content must be maintained at a level at which a significant downward flux is likely, with the associated enhanced leaching. At water contents with negligible downward flux, the field is water repellent, and leaching through preferential flow paths is likely. Careful management is needed to resolve these conflicting requirements.

Teratosphaeria nubilosa em plantações comerciais de Eucalyptus globulus nas regiões Sul e Sudeste do Brasil

Muitos patógenos, principalmente fungos, ocorrem em várias espécies de eucalipto, desde a fase de viveiro até os plantios adultos. Dentre as doenças fúngicas, destaca-se a mancha de micosferela, considerada uma das principais doenças, e o Eucalyptus globulus, uma das espécies mais suscetíveis. Esta doença é causada por várias espécies pertencentes aos gêneros Teratosphaeria e Mycosphaerella, sendo T. nubilosa de maior importância. O objetivo do presente estudo foi verificar a presença do fungo T.nubilosa em materiais coletados nos seguintes locais: Bagé-RS, Pedras Altas-RS, Botucatu-SP, Jacareí- SP e Itapeva-SP. Por meio de isolamentos a partir de folhas de E. globulus apresentando mancha de micosferela, foi possível a obtenção de isolados do fungo. A observação quanto ao padrão de germinação dos ascósporos, o seu crescimento micelial, e também por meio de PCR com primers da região genômica ITS1 e ITS4 e sequenciamento, e submissão ao GenBank, foi possível a determinação do gênero e da espécie do patógeno como T. nubilosa. Nos cinco locais estudados foi confirmada a presença deste agente causal de mancha de micosferela em plantios de E. globulus nas regiões Sul e Sudeste do Brasil.

Genetic diversity of three size classes of seeds of Eucalyptus globulus ssp. globulus

Variation in seed size is often observed in samples of eucalypt seeds and this leads to heterogeneous populations of plants, principally through variation in the early stages of plant development. It follows that samples of seeds more uniform in size could produce more uniform populations of plants. In studies of Eucalyptus globulus ssp. globulus it was of interest to determine whether or not the genetic diversity within a population, through the use of isozyme markers, was altered in the subpopulations developed from seeds of different size classes. A commercial sample of seed was separated by seed size into three subpopulations and the percentage germination and mean fresh weight of the seedlings were determined. Proteins extracted from leaves of the seedlings were separated by electrophoresis and tested for activity of eight different enzymes. These eight enzymes showed activity at 20 loci and mean genetic diversity and fixation index were determined using 13 of these loci. The subpopulation of the smallest seeds contained a greater proportion of abnormal seeds and had a lower percentage germination and plant weight compared to the other subpopulations. No significant differences were found in the number of alleles per locus, percentage of polymorphic loci, mean heterozygosity. The major part of the endogamy, indicated by F statistic, was found within the subpopulations: F-(IS) = 0.518; F-(ST) = 0.010 and F(IT) = 0.523. We conclude that the use of seeds of uniform size will lead to more uniform germination and plant growth without alteration in overall genetic diversity.

Acclimation to short-term low temperatures in two Eucalyptus globulus clones with contrasting drought resistance

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Escala diagramática para quantificação da severidade de manchas em folhas de Eucalyptus globulus Labill. causadas por Teratosphaeria nubilosa (Cooke) Crous & U. Braun

The leaf spot (Mycosphaerella leaf disease = MLD) caused by Teratosphaeria nubilosa has caused damage in eucalypt plantations in southern and southeastern Brazil. The need to assess the disease in the field to evaluate of this damage, efficiency control, evaluation of germplasm induces to the necessity of having a visual scale for evaluation of disease. The objective was to develop a diagrammatic scale for young leaves and one for adult leaves of Eucalyptus globules for MLD. To do so, the leaves collected in the field were scanned for image analysis. The damaged area, the healthy leaf area and the external area of the same scale RGB (Red, Green, Blue) were determined. Subsequently, it was determinate the levels of severity depending on the sample distribution with seven levels for young leaves and six for adult leaves. For the visual acuity test and validate the scale, the leaves were evaluated for severity, with and without scale. With this proposed scales, the assessors showed good accuracy both for young and adult leaves with R2=0,98 and R2=0,80, respectively. The importance of the development of diagrammatic scales for assessing MLD in eucalyptus must to the fact that allows quantification of the symptoms accurately and precisely.

Diversity of Mycosphaerella spp. and Teratosphaeria spp. in Eucalyptus globulus plantations in Brazil

Among the most important diseases affecting Eucalyptus is Mycosphaerella Leaf Disease (MLD) caused by Mycosphaerella spp. and Teratosphaeria spp. MLD has led to significant losses in eucalypt plantations in the South and Southeast Region of Brazil, as well as in several countries such as Portugal, Spain, South Africa and Australia. Symptoms of MLD include localized necrotic spots, early defoliation in juvenile plants, stem cankers, early death of branches, and in some cases, atrophy and death. In the present study, single spore isolations from leaves of E. globulus from five locations in Brazil allowed the differentiation of species of Mycosphaerella and Teratosphaeria based on ascospore germination and growth in culture. These isolates were also subjected to sequence analysis of the ribosomal RNA internal transcribed spacer regions, which allowed their identification to species level. The results of this study showed that six species of Mycosphaerella and four species of Teratosphaeria were associated with leaves showing symptoms of MLD in E. globulus plantations in various locations of Brazil. © 2013 KNPV.

Mancha de micosferela em Eucalyptus globulus: características e ascogênese do patógeno, estrutura e composição química foliar

Pós-graduação em Agronomia (Proteção de Plantas) - FCA

Lignin chemistry and topochemistry during kraft delignification of Eucalyptus globulus genotypes with contrasting pulpwood characteristics

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Chemical and structural analysis of Eucalyptus globulus and E. camaldulensis leaf cuticles: a lipidized cell wall region

The plant cuticle has traditionally been conceived as an independent hydrophobic layer that covers the external epidermal cell wall. Due to its complexity, the existing relationship between cuticle chemical composition and ultra-structure remains unclear to date. This study aimed to examine the link between chemical composition and structure of isolated, adaxial leaf cuticles of Eucalyptus camaldulensis and E. globulus by the gradual extraction and identification of lipid constituents (cutin and soluble lipids), coupled to spectroscopic and microscopic analyses. The soluble compounds and cutin monomers identified could not be assigned to a concrete internal cuticle ultra-structure. After cutin depolymerization, a cellulose network resembling the cell wall was observed, with different structural patterns in the regions ascribed to the cuticle proper and cuticular layer, respectively. Our results suggest that the current cuticle model should be revised, stressing the presence and major role of cell wall polysaccharides. It is concluded that the cuticle may be interpreted as a modified cell wall region which contains additional lipids. The major heterogeneity of the plant cuticle makes it difficult to establish a direct link between cuticle chemistry and structure with the existing methodologies.

Carbohydrate and Amino Acid Metabolism in the Eucalyptus globulus-Pisolithus tinctorius Ectomycorrhiza during Glucose Utilization1

The metabolism of [1-13C]glucose in Pisolithus tinctorius cv Coker & Couch, in uninoculated seedlings of Eucalyptus globulus bicostata ex Maiden cv Kirkp., and in the E. globulus-P. tinctorius ectomycorrhiza was studied using nuclear magnetic resonance spectroscopy. In roots of uninoculated seedlings, the 13C label was mainly incorporated into sucrose and glutamine. The ratio (13C3 + 13C2)/13C4 of glutamine was approximately 1.0 during the time-course experiment, indicating equivalent contributions of phosphoenolpyruvate carboxylase and pyruvate dehydrogenase to the production of α-ketoglutarate used for synthesis of this amino acid. In free-living P. tinctorius, most of the 13C label was incorporated into mannitol, trehalose, glutamine, and alanine, whereas arabitol, erythritol, and glutamate were weakly labeled. Amino acid biosynthesis was an important sink of assimilated 13C (43%), and anaplerotic CO2 fixation contributed 42% of the C flux entering the Krebs cycle. In ectomycorrhizae, sucrose accumulation was decreased in the colonized roots compared with uninoculated control plants, whereas 13C incorporation into arabitol and erythritol was nearly 4-fold higher in the symbiotic mycelium than in the free-living fungus. It appears that fungal utilization of glucose in the symbiotic state is altered and oriented toward the synthesis of short-chain polyols.

Evidence for different QTL underlying the immune and hypersensitive responses of Eucalyptus globulus to the rust pathogen Puccinia psidii

The rust Puccinia psidii infects many species in the family Myrtaceae. Native to South America, the pathogen has recently entered Australia which has a rich Myrtaceous flora, including trees of the ecologically and economically important genus Eucalyptus. We studied the genetic basis of variation in rust resistance in Eucalyptus globulus, the main plantation eucalypt in Australia. Quantitative trait loci (QTL) analysis was undertaken using 218 genotypes of an outcross F2 mapping family, phenotyped by controlled inoculation of their open pollinated progeny with the strain of P. psidii found in Australia. QTL analyses were conducted using a binary classification of individuals with no symptoms (immune) versus those with disease symptoms, and in a separate analysis dividing plants with disease symptoms into those exhibiting the hypersensitive response versus those with more severe symptoms. Four QTL were identified, two influencing whether a plant exhibited symptoms (Ppr2 and Ppr3), and two influencing the presence or absence of a hypersensitive reaction (Ppr4 and Ppr5). These QTL mapped to four different linkage groups, none of which overlap with Ppr1, the major QTL previously identified for rust resistance in Eucalyptus grandis. Candidate genes within the QTL regions are presented and possible mechanisms discussed. Together with past findings, our results suggest that P. psidii resistance in eucalypts is quantitative in nature and influenced by the complex interaction of multiple loci of variable effect.

MULTIPLICAÇÃO E ALONGAMENTO IN VITRO DE CLONES HÍBRIDOS DE Eucalyptus globulus

Os híbridos de Eucalyptus globulus representam uma excelente alternativa para o setor de celulose e papel, em razão dos ganhos em qualidade da madeira para a fabricação de celulose. Entretanto, estes híbridos têm apresentado recalcitrância ao enraizamento adventício. Assim, a micropropagação é apontada como a técnica para o rejuvenescimento desses híbridos adultos, viabilizando a propagação clonal dos mesmos. O presente trabalho avaliou o cultivo in vitro de três clones de Eucalyptus grandis x Eucalyptus globulus e de três clones de Eucalyptus urophylla x Eucalyptus globulus, em relação à multiplicação in vitro, no meio MS suplementado com 0,5 mg L-1 de BAP e 0,01 mg L-1 de ANA, bem como o efeito das concentrações de 0,25; 0,50; 0,75 e 1,0 mg L-1 de AIB e dos meios de cultura MS e JADS no alongamento in vitro das brotações. Os clones diferiram quanto à multiplicação in vitro das brotações e apresentaram uma taxa de multiplicação média dos clones de 3,0 tufos de brotações em cada subcultivo, ao longo dos 25 subcultivos realizados. No alongamento in vitro, os clones diferiram quanto às concentrações de AIB adequadas para provocar o alongamento, bem como em relação aos meios de cultura MS e JADS. O intervalo médio entre 0,40 e 0,80 mg L-1 de AIB proporcionou o maior número e comprimento das brotações alongadas in vitro e com maior vigor.